大采深条带开采煤柱稳定性研究

摘要

作为现阶段的主要能源之一,我国对煤炭的需求量越来越大,其地位也显得越发重要。随着表层和浅部的煤被逐渐开采出来,深部开采是现阶段必须面临和正待解决的问题。但大采深条带开采的开采方式还刚刚起步,有许多问题还值得研究。本文依据开滦集团现有的开采资料的分析和研究,结合目前条带开采中煤柱的稳定性、破坏变形的机理及地表变形的特征进行了相应的研究。通过对条带煤柱的受力分析,针对水平煤柱,利用关键层理论和突变理论建立了水平条带煤柱的理论模型,对深部条带开采煤柱的稳定性及破坏的非线性过程进行了探索研究;讨论了条带煤柱开采的极限采宽;在分析现有条带煤柱塑性区宽度计算方法的基础上,通过 FLAC模拟了大采深煤柱条带开采,得出了适合于研究区域特殊地质和开采条件下的条带开采宽度;另外,对大采深条带开采的的地表沉陷进行了模拟分析,结合相同采出率不同采宽条件下的模拟研究,得出了大采深条带开采地表沉陷的特点,为深部条带开采的实施和优化设计提供了一定的理论基础。

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1 引言

1.1 项目的研究目的与选题的意义

1.2 课题来源

1.3 拟采取的研究方法和技术路线

2 深部开采研究现状

2.1 国内外深部开采现状

2.2 深部开采面临的问题和意义

3 条带开采煤柱稳定性及其破坏失稳的理论模型研究

3.1 岩体初始应力

3.2 条带煤柱的受力分析

3.3条带煤柱稳定性影响因素分析

3.4条带煤柱的流变失稳理论与模型

3.5水平条带煤柱破坏失稳的突变理论模型

3.6本章小结

4大采深厚煤层条采煤柱稳定性及地表沉陷的数值模拟分析

4.1数值模拟方法概述及FLAC有限差分程序介绍

4.2 FLAC有限差分法解题步骤及求解过程

4.3初始地应力的生成

4.4接触面

4.5模拟过程的步骤

4.6赵各庄矿的概况

4.7FLAC数值模拟的模型建立

4.8模拟方案

4.9数值模拟结果及分析

5主要结论与展望

5.1 主要结论

5.2 主要创新点

5.3 展望

参考文献

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